[发明专利]偏移电极TFT结构

说明书

本发明中的政府权利

本发明是在由ARL授予的第DAAD19-02-3-0001号协议下藉由政府支持而完成的。政府在本发明中拥有特定权利。

发明背景

发明的领域

本发明的实施例大致上关于薄膜晶体管(TFT)及该薄膜晶体管的制造方法。

相关技术的描述

当前对于TFT阵列的兴趣特别高，这是因为此类装置可使用于液晶主动矩阵显示器(LCD)中，这种液晶主动矩阵显示器为电脑及电视平板经常利用的型态。所述LCD也可含有发光二极管(LED)，例如用于背光的有机发光二极管(OLED)。所述LED及OLED需要TFT用以处理显示器的作业。

以非晶硅制造的底栅极TFT已利用于平板显示器产业许多年。不幸地，被驱动通过TFT的源极电极与漏极电极的开启与关闭电流受限于TFT的沟道材料以及沟道宽度与长度。此外，在介于源极电极与漏极电极间的电压下，开启栅极电压或阀值电压由半导体主动层的主动沟道区域中的载流子累积来决定，当在偏置温度应力或电流温度应力之后，在沟道材料中、电介质材料中以及所述材料间的介面处电荷改变时，半导体主动层的主动沟道区域中的载流子累积会随之改变。

因此，针对TFT领域需要利用在源极电极或漏极电极或是两者电极下方的额外源极-漏极电流控制层，以当栅极电压设定于关闭电压时使关闭电流最小化。因为源极-漏极电流控制的额外控制，所以源极-漏极间的沟道长度可显著地减小以获取TFT导通时的高开启电流，同时还保持着TFT关闭时的低关闭电流。此外，该TFT设计保持开启电压或阀值栅极电压在以不同条件的操作之后仍不改变。

发明概要

本发明大致上关于偏移电极TFT及该偏移电极TFT的制造方法。该偏移电极TFT为一种TFT，其中一电极，为源极或是漏极，围绕另一电极。栅极电极仍位于源极电极与漏极电极两者的下方。藉由重新设计TFT，相较于常规的底部栅极TFT或顶部栅极TFT，将电压从源极电极转移至漏极电极所需要的电压较小。偏移电极TFT结构不仅可应用于硅基TFT，还可应用于透明TFT，所述透明TFT包括金属氧化物与金属氮氧化物，所述金属氧化物例如氧化锌或IGZO，所述金属氮氧化物例如ZnON。

在一个实施例中，揭示一种TFT。该TFT包括：栅极电极，设置于基板上；栅极介电层，设置于所述栅极电极上方；沟道半导体层，设置于所述栅极介电层上方；第一电极，设置于所述沟道半导体层上方且至少部分地定义通孔；以及第二电极，设置于所述沟道半导体层上方，所述第二电极于所述通孔内且于所述第一电极的至少一部分上方延伸。

在另一个实施例中，一种TFT包括栅极电极、源极电极及漏极电极，所述源极电极设置于所述栅极电极上方，所述漏极电极设置于所述源极电极上方且具有电介质或半导体材料介于所述漏极电极和所述源极电极之间。

在另一个实施例中，揭示一种TFT制造方法。该方法包括以下步骤：于栅极电极上方沉积栅极介电层，于所述栅极介电层上方沉积沟道半导体层，于所述沟道半导体层上方沉积源极电极，以及于所述源极电极上方沉积第一源极介电层。所述方法还包括以下步骤：于所述第一源极介电层上方沉积第二源极介电层且移除所述源极电极、所述第一源极介电层及所述第二源极介电层的至少一部分以形成通孔，所述通孔由所述源极电极、所述第一源极介电层及所述第二源极介电层的边缘界定且曝露出所述控制半导体层的至少一部分。所述方法还包括以下步骤：于所述控制半导体层的至少一部分及所述源极电极、所述第一源极介电层及所述第二源极介电层的所述边缘上方沉积间隔垫层。此外，所述方法包括以下步骤：于所述曝露的沟道半导体层上方沉积第一控制半导体层，于所述第一控制半导体层上方沉积第二控制半导体层以及于所述第二控制半导体层上方沉积漏极电极。

附图简要描述

可藉由参考本发明的实施例（其中一些实施例在附图中示出）来获得在上文中简短概述过的本发明的更为具体的说明，从而可详细了解本发明的上述特征的方式。然而，应注意到，附图仅绘示本发明的典型实施例，且因此并非视为限制本发明的范畴，因为本发明可承认其他同等有效的实施例。

图1A至图1V为偏移TFT100在生产的各种阶段的横截面及俯视示意图。图1A、图1C、图1E、图1G、图1I、图1K、图1M、图1O、图1Q、图1S及图1U为横截面视图而图1B、图1D、图1F、图1H、图1J、图1L、图1N、图1P、图1R、图1T及图1V为俯视图。